Nachweise für die Evolutionstheorie

In dem Reddit Sub „Debate Evolution“ wurde eine interessante Aufgabe gestellt:

The other day I made a post asking creationists to give me one paper that meets all the basic criteria of any good scientific paper. Instead of giving me papers, I was met with people saying I was being biased and the criteria I gave were too hard and were designed to filter out any creationist papers. So, I decided I’d pose the same challenge to evolutionists. Provide me with one paper that meets these criteria.

1. The person who wrote the paper must have a PhD in a relevant field of study. Evolutionary biology, paleontology, geophysics, etc.
2. The paper must present a positive case for evolution. It cannot just attack creationism.
3. The paper must use the most up to date information available. No outdated information from 40 years ago that has been disproven multiple times can be used.
4. It must be peer reviewed.
5. The paper must be published in a reputable scientific journal.
6. If mistakes were made, the paper must be publicly retracted, with its mistakes fixed.

These are the same rules I provided for the creationists.

Bei den Creationisten kam – wie zu erwarten – nicht.

Hier finden sich aber einige interessante Studien:

1. Predicting rapid adaptation in time from adaptation in space: A 30-year field experiment in marine snails

Predicting the outcomes of adaptation is a major goal of evolutionary biology. When temporal changes in the environment mirror spatial gradients, it opens up the potential for predicting the course of adaptive evolution over time based on patterns of spatial genetic and phenotypic variation. We assessed this approach in a 30-year transplant experiment in the intertidal snail Littorina saxatilis. In 1992, snails were transplanted from a predation-dominated environment to one dominated by wave action. On the basis of spatial patterns, we predicted transitions in shell size and morphology, allele frequencies at positions throughout the genome, and chromosomal rearrangement frequencies. Observed changes closely agreed with predictions and transformation was both dramatic and rapid. Hence, adaptation can be predicted from knowledge of the phenotypic and genetic variation among populations.

2. A structured coalescent model reveals deep ancestral structure shared by all modern humans

Understanding the history of admixture events and population size changes leading to modern humans is central to human evolutionary genetics. Here we introduce a coalescence-based hidden Markov model, cobraa, that explicitly represents an ancestral population split and rejoin, and demonstrate its application on simulated and real data across multiple species. Using cobraa, we present evidence for an extended period of structure in the history of all modern humans, in which two ancestral populations that diverged ~1.5 million years ago came together in an admixture event ~300 thousand years ago, in a ratio of ~80:20%. Immediately after their divergence, we detect a strong bottleneck in the major ancestral population. We inferred regions of the present-day genome derived from each ancestral population, finding that material from the minority correlates strongly with distance to coding sequence, suggesting it was deleterious against the majority background. Moreover, we found a strong correlation between regions of majority ancestry and human–Neanderthal or human–Denisovan divergence, suggesting the majority population was also ancestral to those archaic humans.

 

3. Evolution of the ancestral mammalian karyotype and syntenic regions

Significance
Computational reconstruction of ancestral mammalian karyotypes revealed a comprehensive picture of the chromosome rearrangements that occurred over the evolutionary history of mammals. Ancient gene order, in some cases extending to full chromosomes, was found conserved for more than 300 My, demonstrating strong evolutionary constraint against rearrangements in some regions. Conserved segments of chromosomes are enriched for genes that control developmental processes. Therefore, Darwinian selection likely maintains ancient gene combinations while allowing for genomic innovations within or near chromosomal sites that break and rearrange over evolutionary time. The revealed relationship between the three-dimensional structure of chromosomes and the evolutionary stability of chromosome segments provides additional insights into the mechanisms of chromosome evolution and diseases associated with genome rearrangements.
Abstract
Decrypting the rearrangements that drive mammalian chromosome evolution is critical to understanding the molecular bases of speciation, adaptation, and disease susceptibility. Using 8 scaffolded and 26 chromosome-scale genome assemblies representing 23/26 mammal orders, we computationally reconstructed ancestral karyotypes and syntenic relationships at 16 nodes along the mammalian phylogeny. Three different reference genomes (human, sloth, and cattle) representing phylogenetically distinct mammalian superorders were used to assess reference bias in the reconstructed ancestral karyotypes and to expand the number of clades with reconstructed genomes. The mammalian ancestor likely had 19 pairs of autosomes, with nine of the smallest chromosomes shared with the common ancestor of all amniotes (three still conserved in extant mammals), demonstrating a striking conservation of synteny for ∼320 My of vertebrate evolution. The numbers and types of chromosome rearrangements were classified for transitions between the ancestral mammalian karyotype, descendent ancestors, and extant species. For example, 94 inversions, 16 fissions, and 14 fusions that occurred over 53 My differentiated the therian from the descendent eutherian ancestor. The highest breakpoint rate was observed between the mammalian and therian ancestors (3.9 breakpoints/My). Reconstructed mammalian ancestor chromosomes were found to have distinct evolutionary histories reflected in their rates and types of rearrangements. The distributions of genes, repetitive elements, topologically associating domains, and actively transcribed regions in multispecies homologous synteny blocks and evolutionary breakpoint regions indicate that purifying selection acted over millions of years of vertebrate evolution to maintain syntenic relationships of developmentally important genes and regulatory landscapes of gene-dense chromosomes.

4. Forty Years of Erratic Insecticide Resistance Evolution in the Mosquito Culex pipiens

Abstract
One view of adaptation is that it proceeds by the slow and steady accumulation of beneficial mutations with small effects. It is difficult to test this model, since in most cases the genetic basis of adaptation can only be studied a posteriori with traits that have evolved for a long period of time through an unknown sequence of steps. In this paper, we show how ace-1, a gene involved in resistance to organophosphorous insecticide in the mosquito Culex pipiens, has evolved during 40 years of an insecticide control program. Initially, a major resistance allele with strong deleterious side effects spread through the population. Later, a duplication combining a susceptible and a resistance ace-1 allele began to spread but did not replace the original resistance allele, as it is sublethal when homozygous. Last, a second duplication, (also sublethal when homozygous) began to spread because heterozygotes for the two duplications do not exhibit deleterious pleiotropic effects. Double overdominance now maintains these four alleles across treated and nontreated areas. Thus, ace-1 evolution does not proceed via the steady accumulation of beneficial mutations. Instead, resistance evolution has been an erratic combination of mutation, positive selection, and the rearrangement of existing variation leading to complex genetic architecture.

Author Summary
Adaptation is not always a straightforward process, and often results from natural selection tinkering with available variation. We present in this study just such a tortuous natural selection pathway, which allows the mosquito Culex pipiens to resist organophosphorous insecticides. In the Montpellier area, following the use of insecticide to control mosquito populations, a high-resistance allele of the insecticide target enzyme appeared. But this allele also displayed strong deleterious side effects. Recently, several duplicated haplotypes began to spread in natural population that put in tandem a susceptible and a resistant allele. We show that the duplicated haplotypes actually display reduced side effects compared to the resistant allele when in the heterozygous state, but also new and strong costs in the homozygote. This pattern leads to an unexpected equilibrium between four different alleles across treated and nontreated areas. The story of resistance in C. pipiens is indeed far from a slow progression toward a “perfect” adaptation. Rather, selection for resistance to insecticide is a long process of trial and error leading to an uncommon genetic architecture.

5. Predictable evolution toward flightlessness in volant island birds

Significance
Predictable evolutionary trends illuminate mechanisms that affect the diversity of traits and species on the tree of life. We show that when birds colonize islands, they undergo predictable changes in body shape. Small-island bird populations evolve smaller flight muscles and longer legs. These shifts in investment from wings to legs, although often subtle, are qualitatively similar to changes that have occurred in flightless bird lineages. Islands with fewer predator species were associated with more dramatic shifts toward flightlessness, implicating reduced predation pressure as the most likely cause of this trend. These predictable evolutionary changes likely exacerbate the vulnerability of flighted island birds to introduced predators and reduce the potential for small-island species to give rise to subsequent radiations.
Abstract
Birds are prolific colonists of islands, where they readily evolve distinct forms. Identifying predictable, directional patterns of evolutionary change in island birds, however, has proved challenging. The “island rule” predicts that island species evolve toward intermediate sizes, but its general applicability to birds is questionable. However, convergent evolution has clearly occurred in the island bird lineages that have undergone transitions to secondary flightlessness, a process involving drastic reduction of the flight muscles and enlargement of the hindlimbs. Here, we investigated whether volant island bird populations tend to change shape in a way that converges subtly on the flightless form. We found that island bird species have evolved smaller flight muscles than their continental relatives. Furthermore, in 366 populations of Caribbean and Pacific birds, smaller flight muscles and longer legs evolved in response to increasing insularity and, strikingly, the scarcity of avian and mammalian predators. On smaller islands with fewer predators, birds exhibited shifts in investment from forelimbs to hindlimbs that were qualitatively similar to anatomical rearrangements observed in flightless birds. These findings suggest that island bird populations tend to evolve on a trajectory toward flightlessness, even if most remain volant. This pattern was consistent across nine families and four orders that vary in lifestyle, foraging behavior, flight style, and body size. These predictable shifts in avian morphology may reduce the physical capacity for escape via flight and diminish the potential for small-island taxa to diversify via dispersal.

6. Genome Features of “Dark-Fly”, a Drosophila Line Reared Long-Term in a Dark Environment

Organisms are remarkably adapted to diverse environments by specialized metabolisms, morphology, or behaviors. To address the molecular mechanisms underlying environmental adaptation, we have utilized a Drosophila melanogaster line, termed “Dark-fly”, which has been maintained in constant dark conditions for 57 years (1400 generations). We found that Dark-fly exhibited higher fecundity in dark than in light conditions, indicating that Dark-fly possesses some traits advantageous in darkness. Using next-generation sequencing technology, we determined the whole genome sequence of Dark-fly and identified approximately 220,000 single nucleotide polymorphisms (SNPs) and 4,700 insertions or deletions (InDels) in the Dark-fly genome compared to the genome of the Oregon-R-S strain, a control strain. 1.8% of SNPs were classified as non-synonymous SNPs (nsSNPs: i.e., they alter the amino acid sequence of gene products). Among them, we detected 28 nonsense mutations (i.e., they produce a stop codon in the protein sequence) in the Dark-fly genome. These included genes encoding an olfactory receptor and a light receptor. We also searched runs of homozygosity (ROH) regions as putative regions selected during the population history, and found 21 ROH regions in the Dark-fly genome. We identified 241 genes carrying nsSNPs or InDels in the ROH regions. These include a cluster of alpha-esterase genes that are involved in detoxification processes. Furthermore, analysis of structural variants in the Dark-fly genome showed the deletion of a gene related to fatty acid metabolism. Our results revealed unique features of the Dark-fly genome and provided a list of potential candidate genes involved in environmental adaptation.

 

Ich persönlich finde ja diese E. Coli Langzeitstudie diesbezüglich sehr überzeugend

Sammlung einiger evolutionärer Prinzipien/Hypothesen

Hier eine Sammlung einiger evolutionärer Prinzipien/Hypothesen

1. Gute-Gene-Hypothese: Diese Theorie besagt, dass Weibchen Männchen mit bestimmten Merkmalen bevorzugen, weil diese Merkmale Hinweise auf gute Gene und damit auf eine höhere Überlebensfähigkeit und Fortpflanzungschance der Nachkommen sind.
2. Handicap-Prinzip: Diese Theorie schlägt vor, dass auffällige Merkmale (wie das prächtige Gefieder des Pfaus) ein Handicap darstellen, das nur gesunde Männchen tragen können. Weibchen bevorzugen solche Männchen, weil das Überleben trotz des Handicaps auf gute Gene hinweist.
3. Fisher’s Runaway-Selektion: Diese Theorie besagt, dass eine Präferenz für ein bestimmtes Merkmal (z. B. lange Schwanzfedern bei Vögeln) in Weibchen und das Vorhandensein dieses Merkmals bei Männchen durch positive Rückkopplungsschleifen extrem verstärkt werden können.
4. Elterninvestment-Theorie: Diese Theorie besagt, dass das Geschlecht, das mehr in die Nachkommen investiert (meist Weibchen), wählerischer bei der Partnerwahl ist, während das Geschlecht mit weniger Investment (meist Männchen) um die wählerischen Partner konkurriert.
5. Kompatibilitätsselektion: Hierbei wählen Weibchen Männchen, die genetisch komplementär sind, um die genetische Vielfalt und Gesundheit ihrer Nachkommen zu maximieren.
6. Konditionsabhängige Merkmale: Diese Theorie besagt, dass Weibchen Männchen mit Merkmalen bevorzugen, die ihre gute physische Kondition anzeigen, was auf gesunde Gene und hohe Überlebenschancen hinweist.
7. Hamilton-Zuk-Hypothese: Diese Theorie besagt, dass Weibchen Männchen mit Merkmalen bevorzugen, die Resistenz gegen Parasiten signalisieren. Solche Merkmale sind Indikatoren für ein starkes Immunsystem.
8. Sensorische Präferenz-Theorie: Diese Theorie besagt, dass Weibchen bestimmte Merkmale bevorzugen, weil diese ihre sensorischen Systeme besonders stark ansprechen, unabhängig von den genetischen Vorteilen.
9. Genetische Kompatibilität: Weibchen wählen Männchen, deren Gene mit ihren eigenen am besten kompatibel sind, was die Überlebenschancen der Nachkommen maximiert.
10. Kultur und Lernen: Bei manchen Arten kann das Verhalten der Partnerwahl durch kulturelle Übertragungen und Lernprozesse beeinflusst werden, wobei Präferenzen für bestimmte Merkmale durch soziale Interaktionen und Erfahrungen geprägt werden.
11. Sexuelle Konflikttheorie: Diese Theorie besagt, dass es oft Konflikte zwischen den Geschlechtern gibt, weil die optimalen Fortpflanzungsstrategien für Männchen und Weibchen unterschiedlich sind. Dies kann zu einer „evolutionären Waffenkammer“ führen, in der jedes Geschlecht Strategien entwickelt, um die Fortpflanzungserfolge auf Kosten des anderen Geschlechts zu maximieren.
12. Red-Queen-Hypothese: Diese Theorie besagt, dass Organismen sich kontinuierlich anpassen und entwickeln müssen, um mit der evolutionären Veränderung anderer Arten, insbesondere Parasiten und Krankheitserregern, Schritt zu halten. In diesem Kontext könnten Weibchen Partner wählen, die sich schneller anpassen können, was durch bestimmte Merkmale signalisiert werden könnte.
13. Altruistische Selektion: Diese Theorie besagt, dass Weibchen Männchen bevorzugen, die altruistisches Verhalten zeigen, da dies auf gute elterliche Fähigkeiten und eine höhere Überlebenschance für die Nachkommen hinweist.
14. MHC-Kompatibilität: Weibchen könnten Männchen aufgrund der Vielfalt ihrer Haupthistokompatibilitätskomplex (MHC)-Gene auswählen, um die Immunabwehr der Nachkommen zu verbessern.
15. Direkte Nutzen-Hypothese: Diese Theorie besagt, dass Weibchen Partner auswählen, die direkten Nutzen bieten, wie Nahrung, Schutz oder Hilfe bei der Aufzucht der Jungen
16. Körperliche Symmetrie: Diese Theorie besagt, dass körperliche Symmetrie als Indikator für genetische Stabilität und Gesundheit wahrgenommen wird, weshalb Weibchen symmetrische Männchen bevorzugen könnten.
17. Ornamentation als Signaltheorie: Diese Theorie besagt, dass auffällige Körpermerkmale oder Verhaltensweisen, wie aufwendige Balzrituale, als Signale für die genetische Qualität eines Männchens dienen.
18. Kopulationsdauer-Hypothese: Diese Theorie besagt, dass die Dauer der Kopulation als Indikator für die Qualität eines Partners dienen kann, wobei längere Kopulationen auf bessere genetische Qualitäten oder stärkere Bindungsfähigkeit hinweisen könnten.
19. Cryptic Female Choice: Diese Theorie besagt, dass Weibchen nach der Kopulation auf subtile Weise beeinflussen können, welcher Spermien die Eizellen befruchtet, basierend auf genetischer Kompatibilität und anderen Faktoren.
20. Sexuelle Dimorphismus-Hypothese: Diese Theorie besagt, dass Unterschiede zwischen den Geschlechtern (sexueller Dimorphismus) in Größe, Farbe oder Verhalten das Ergebnis sexueller Selektion sind, wobei diese Unterschiede durch die Präferenzen des auswählenden Geschlechts (meist Weibchen) verstärkt werden.
21. Batesman-Prinzip: Diese Theorie besagt, dass Männchen typischerweise mehr in die Quantität ihrer Paarungen investieren, während Weibchen aufgrund ihrer höheren Investition in die Nachkommenschaft wählerischer sind und eher in die Qualität ihrer Paarungen investieren.
22. Nutritional Resource Hypothesis: Diese Theorie besagt, dass Weibchen Männchen bevorzugen, die Zugang zu besseren Nahrungsressourcen haben oder diese bereitstellen können, was die Überlebenswahrscheinlichkeit der Nachkommen erhöht.
23. Genetic Bet-Hedging: Diese Theorie besagt, dass Weibchen durch die Wahl verschiedener Partner genetische Vielfalt in ihren Nachkommen sicherstellen und so das Risiko mindern, dass alle Nachkommen unter denselben schlechten Bedingungen leiden.
24. Intra-sexual Selection: Diese Theorie beschreibt, wie Männchen (oder manchmal Weibchen) innerhalb ihres Geschlechts um Zugang zu Paarungspartnern konkurrieren, oft durch Kämpfe oder andere Formen des Wettbewerbs.
25. Runaway Hypothesis: Diese Theorie besagt, dass sexuelle Selektion zu einer Eskalation bestimmter Merkmale führen kann, die durch eine positive Rückkopplungsschleife zwischen weiblicher Präferenz und männlichem Merkmal angetrieben wird, bis das Merkmal extrem wird.
26. Postcopulatory Sexual Selection: Diese Theorie umfasst Mechanismen wie Spermienkonkurrenz und kryptische weibliche Wahl, die nach der Paarung die Befruchtungschancen beeinflussen.
27. Sensory Bias: Diese Theorie besagt, dass die Präferenz für bestimmte Merkmale ursprünglich aus einer sensorischen Voreingenommenheit entstanden ist, die unabhängig von der Fortpflanzungsvorteil existierte.
28. Lekking Behavior: Diese Theorie beschreibt ein System, in dem Männchen sich in speziellen Bereichen, sogenannten Leks, versammeln und Weibchen sich die Männchen basierend auf ihren Vorführungen aussuchen.
29. Chase-away Sexual Selection: Diese Theorie besagt, dass Männchen Merkmale entwickeln, um Weibchen zu manipulieren oder zu überreden, was zu einem evolutionären Wettlauf führt, bei dem Weibchen Widerstandsstrategien entwickeln.
30. Parental Investment Theory: Diese Theorie besagt, dass das Geschlecht, das mehr in die Aufzucht der Nachkommen investiert (meist Weibchen), selektiver bei der Partnerwahl ist, während das andere Geschlecht eher um Zugang zu Paarungspartnern konkurriert.
31. Fluctuating Asymmetry: Diese Theorie besagt, dass kleine, zufällige Abweichungen von perfekter Symmetrie als Indikator für genetische und entwicklungsbedingte Stabilität dienen. Weibchen bevorzugen symmetrische Männchen, weil dies auf gute Gene hinweist.
32. Runaway Sexual Selection: Diese Theorie von Ronald Fisher besagt, dass eine Präferenz für ein bestimmtes Merkmal und das Merkmal selbst durch positive Rückkopplungsschleifen extrem verstärkt werden können, was zu stark ausgeprägten sekundären Geschlechtsmerkmalen führt.
33. Sexy-Daughter Hypothesis: Diese Theorie ist ein Pendant zur Sexy-Sohn-Theorie und besagt, dass Männchen Weibchen wählen, die Merkmale besitzen, die von den nachfolgenden Generationen bevorzugt werden, um sicherzustellen, dass ihre Töchter ebenfalls begehrte Partner werden.
34. Mate Guarding: Diese Theorie besagt, dass Männchen ihre Partner vor der Paarung mit anderen Männchen bewachen, um ihre Vaterschaft sicherzustellen und somit ihre Fortpflanzungschancen zu maximieren.
35. Sneaky Males: In einigen Arten entwickeln sich alternative Fortpflanzungsstrategien, bei denen kleinere oder weniger dominante Männchen heimlich paaren, um ihre Gene weiterzugeben.
36. Sexual Dimorphism: Diese Theorie beschreibt Unterschiede in Form, Größe oder Farbe zwischen den Geschlechtern einer Art, die durch sexuelle Selektion entstanden sind. Weibchen bevorzugen oft auffälligere Männchen.
37. Interlocus Contest Evolution (ICE): Diese Theorie beschreibt den evolutionären Wettstreit zwischen Männchen und Weibchen, bei dem beide Geschlechter versuchen, ihre eigenen Fortpflanzungserfolge zu maximieren, oft auf Kosten des anderen Geschlechts.
38. Mate Choice Copying: Diese Theorie besagt, dass Weibchen die Wahl anderer Weibchen kopieren, indem sie Männchen bevorzugen, die bereits von anderen Weibchen ausgewählt wurden, weil dies ein Indikator für gute Gene oder attraktive Merkmale sein könnte.
39. Direct Benefits Model: Diese Theorie besagt, dass Weibchen Männchen bevorzugen, die unmittelbare Vorteile bieten, wie Schutz, Nahrung oder Hilfe bei der Aufzucht der Nachkommen.
40. Self-Referent Phenotype Matching: Diese Theorie besagt, dass Individuen Partner wählen, die ihrem eigenen Phänotyp ähneln, um die Wahrscheinlichkeit von genetischer Kompatibilität und somit die Überlebensfähigkeit der Nachkommen zu erhöhen.
41. Costly Signaling Theory: Diese Theorie besagt, dass auffällige Merkmale oder Verhaltensweisen als Signale für Fitness dienen, weil sie kostspielig in der Erhaltung sind. Weibchen bevorzugen Männchen, die diese kostspieligen Signale zeigen, weil es ein Hinweis auf gute Gene ist.
42. Genetic Quality Hypothesis: Diese Theorie besagt, dass die Wahl eines Partners auf genetischer Qualität basiert, wobei Weibchen Merkmale bevorzugen, die gute Gene signalisieren und somit die Gesundheit und Überlebensfähigkeit der Nachkommen verbessern.
43. Mate Choice for Resource Provisioning: Diese Theorie beschreibt, dass Weibchen Männchen wählen, die Ressourcen bereitstellen können, wie Nahrung oder Wohnraum, was die Überlebensfähigkeit der Nachkommen erhöht.
44. Parental Investment Model: Dieses Modell besagt, dass der Umfang der elterlichen Investition in die Nachkommen die Partnerwahl beeinflusst. Ein höheres elterliches Investment führt zu wählerischen Partnerwahlkriterien.
45. Good Health Hypothesis: Diese Theorie besagt, dass Merkmale, die auf gute Gesundheit hinweisen, bevorzugt werden, weil sie die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass die Nachkommen gesund und lebensfähig sind.
46. Genetic Diversity Hypothesis: Diese Theorie besagt, dass Weibchen Partner wählen, die genetisch unterschiedlich sind, um die genetische Vielfalt ihrer Nachkommen zu erhöhen, was deren Überlebensfähigkeit verbessern kann.
47. Social Mate Choice: Diese Theorie beschreibt, wie soziale Faktoren wie Status, Rang oder Gruppenzugehörigkeit die Partnerwahl beeinflussen. Weibchen können Männchen wählen, die in sozialen Hierarchien höher stehen oder Einfluss haben.
48. Assortative Mating: Diese Theorie besagt, dass Individuen Partner wählen, die ihren eigenen Phänotypen oder Genotypen ähneln. Dies kann zu einem höheren Fortpflanzungserfolg führen, wenn Ähnlichkeiten bestimmte Vorteile bieten.
49. Cost-Benefit Analysis: Diese Theorie beschreibt, dass die Partnerwahl auf einer Kosten-Nutzen-Analyse basiert, bei der Weibchen Männchen auswählen, deren Vorteile die Kosten der Partnerschaft überwiegen.
50. Sexual Selection for Parental Care: Diese Theorie besagt, dass Weibchen Männchen bevorzugen, die eine hohe Bereitschaft und Fähigkeit zur elterlichen Fürsorge zeigen, da dies die Überlebenschancen der Nachkommen erhöht.
51. Sexual Selection by Sperm Competition: Diese Theorie besagt, dass Spermienkonkurrenz, also die Konkurrenz zwischen den Spermien verschiedener Männchen innerhalb des weiblichen Fortpflanzungstrakts, die Entwicklung von Merkmalen beeinflusst, die die Befruchtungswahrscheinlichkeit erhöhen.
52. Mate Value Theory: Diese Theorie beschreibt, dass die Partnerwahl durch den „Wert“ eines Individuums bestimmt wird, der auf verschiedenen Faktoren wie Gesundheit, Ressourcen, sozialen Status und genetischer Qualität basiert.
53. Extra-Pair Copulations: Diese Theorie untersucht, warum Individuen außerhalb ihrer monogamen Partnerschaft zusätzliche Paarungen eingehen. Oft geschieht dies, um genetische Vorteile oder zusätzliche Ressourcen zu sichern.
54. Nuptial Gifts: Diese Theorie besagt, dass Männchen manchmal materielle Geschenke (z. B. Nahrung) während der Paarung anbieten, um Weibchen zu beeindrucken und ihre Fortpflanzungschancen zu erhöhen.
55. Cultural Transmission Theory: Diese Theorie untersucht, wie kulturelle Faktoren und soziale Lernprozesse die Partnerwahl beeinflussen können, insbesondere in Arten, die komplexe soziale Strukturen oder kulturelle Traditionen haben.
56. Social Proof Hypothesis: Diese Theorie besagt, dass Individuen oft die Wahl anderer in sozialen Gruppen nachahmen, indem sie sich für Partner entscheiden, die bereits von anderen geschätzt oder bevorzugt werden.
57. Sexual Imprinting: Diese Theorie beschreibt den Prozess, durch den junge Individuen eine Präferenz für bestimmte Merkmale oder Partner entwickeln, basierend auf den Merkmalen ihrer Eltern oder frühen Erfahrungen.
58. Ecological Constraints Hypothesis: Diese Theorie besagt, dass Umweltfaktoren und ökologische Einschränkungen die Partnerwahl beeinflussen können, z. B. durch die Verfügbarkeit von Ressourcen oder Lebensräumen.
59. Resource Distribution Theory: Diese Theorie untersucht, wie die Verteilung von Ressourcen in der Umwelt die Partnerwahl beeinflusst, wobei Weibchen oft Männchen bevorzugen, die Zugang zu oder Kontrolle über wertvolle Ressourcen haben.
60. Phenotypic Plasticity in Mate Choice: Diese Theorie beschreibt, wie die Fähigkeit eines Individuums, seine Merkmale oder Präferenzen in Reaktion auf Umweltbedingungen oder soziale Einflüsse zu ändern, die Partnerwahl beeinflussen kann.
61. Fitness Indicator Theory: Diese Theorie besagt, dass auffällige Merkmale, wie prächtige Farben oder komplexe Balzroutinen, als Indikatoren für die Fitness eines Individuums dienen, was Weibchen bei der Partnerwahl leitet.
62. Sexual Selection for Immunocompetence: Diese Theorie besagt, dass Weibchen Männchen bevorzugen, deren Merkmale ein starkes Immunsystem signalisieren, was die Gesundheit der Nachkommen verbessern kann.
63. Divergent Sexual Selection: Diese Theorie beschreibt, wie unterschiedliche sexuelle Selektionsdrücke auf verschiedene Populationen oder Umweltbedingungen zu variierenden Fortpflanzungsstrategien führen können.
64. Sexual Selection and Speciation: Diese Theorie untersucht, wie sexuelle Selektion zur Entstehung neuer Arten beitragen kann, indem sie zu signifikanten Unterschieden in Fortpflanzungsmerkmalen und -verhalten führt.
65. Cooperative Breeding: Diese Theorie besagt, dass in Arten, in denen andere Gruppenmitglieder bei der Aufzucht der Nachkommen helfen, die Partnerwahl auch durch die Fähigkeit zur Kooperation und sozialen Unterstützung beeinflusst wird.
66. Sexual Selection and Parental Care Trade-offs: Diese Theorie beschreibt, wie der Fokus auf sexuelle Selektion die elterliche Fürsorge beeinflussen kann und wie diese beiden Aspekte in einem evolutionären Kompromiss stehen können.
67. Mate Choice by Proxy: Diese Theorie besagt, dass Individuen Partner auswählen, die durch eine andere, hoch angesehene Person oder ein hohes Ansehen innerhalb der Gruppe empfohlen oder vorgeschlagen werden.
68. Female Choice and Resource Allocation: Diese Theorie untersucht, wie Weibchen ihre Ressourcenzuteilung (z. B. Nahrung, Zeit) an Männchen anpassen, die sie bevorzugen oder als potentiell vorteilhaft ansehen.
69. Honest Signaling Theory: Diese Theorie besagt, dass bestimmte Merkmale oder Verhaltensweisen ehrlich über die Fitness eines Individuums informieren, da sie nur von gesunden oder fitten Individuen aufrechterhalten werden können.
70. Deceptive Signaling: Diese Theorie beschreibt, wie einige Individuen täuschende Signale verwenden können, um andere über ihre wahre Fitness oder ihren Wert zu täuschen.
71. Sexual Selection and Parental Investment in Different Environments: Diese Theorie beschreibt, wie unterschiedliche Umweltbedingungen die Art und Weise beeinflussen, wie elterliche Investitionen und sexuelle Selektion zusammenwirken.
72. Mate Guarding and Male Competition: Diese Theorie untersucht, wie Männchen um die Kontrolle über ihre Partner konkurrieren und versuchen, die Partner vor anderen Männchen zu bewachen.
73. Sexual Selection and Aggression: Diese Theorie bespricht, wie aggressive Verhaltensweisen und Merkmale, die im Wettbewerb um Partner verwendet werden, durch sexuelle Selektion gefördert werden.
74. Sexual Selection and Social Rank: Diese Theorie untersucht, wie soziale Hierarchien und der Rang eines Individuums innerhalb der Gruppe die Partnerwahl und Fortpflanzungschancen beeinflussen können.
75. Mate Choice and Genetic Compatibility: Diese Theorie beschreibt, wie Weibchen Partner basierend auf genetischer Kompatibilität auswählen, um die Gesundheit und Überlebensfähigkeit der Nachkommen zu maximieren.
76. Sexual Selection and Cognitive Abilities: Diese Theorie besagt, dass kognitive Fähigkeiten, wie Problemlösungsfähigkeiten und Lernfähigkeit, bei der Partnerwahl eine Rolle spielen können, da sie auf gute Gene hinweisen.
77. Male Display Traits: Diese Theorie beschreibt, wie Männchen bestimmte auffällige Merkmale oder Verhaltensweisen entwickeln, um die Aufmerksamkeit von Weibchen zu erregen und sich von anderen Männchen abzuheben.
78. Sexual Selection and Sexual Orientation: Diese Theorie untersucht, wie sexuelle Orientierung und Präferenzen innerhalb einer Population durch sexuelle Selektion beeinflusst werden können.
79. Mate Choice and Mating Systems: Diese Theorie beschreibt, wie verschiedene Fortpflanzungssysteme (monogam, polygam, etc.) die Partnerwahl und sexuelle Selektion beeinflussen.
80. Genetic Matching Theory: Diese Theorie besagt, dass Individuen Partner wählen, die genetisch zu ihnen passen oder bestimmte genetische Eigenschaften ergänzen, um die genetische Fitness ihrer Nachkommen zu verbessern.

Welche davon findet ihr interessant für einen Artikel?

Die evolutionär relevante Zeit

In Diskussionen über Evolution kommen immer wieder Anmerkungen über neuere Erfindungen, beispielsweise Verhütungsmittel und das damit doch alle Theorien neu geschrieben werden müssen bzw das alles ändert.

Dabei wird gerne übersehen, dass Evolution Zeit braucht.

1. wie alt ist der moderne Mensch?

Der moderne Mensch ist nach der Forschung etwa 300.000 bis 200.000 Jahre alt

Aus der Wikipedia:

315.000 Jahre alte Schädelknochen aus Marokko gelten derzeit als älteste, unbestritten dem anatomisch modernen Menschen zugeordnete Fossilien.[34] Lange Zeit lebte die Art Homo sapiens in Afrika parallel zum primär europäisch und vorderasiatisch angesiedelten Neandertaler, der besonders an das Leben in gemäßigten bis arktischen Zonen angepasst war.

Zahlreiche Funde unterstützen die sogenannte Out-of-Africa-Theorie, der zufolge die Ausbreitung des Menschen während der letzten Kaltzeit vom afrikanischen Kontinent aus erfolgte. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit betrug im Schnitt 400 Meter je Jahr. Die Atlantikküste auf der Iberischen Halbinsel wurde frühestens vor 41.000 Jahren von Homo sapiens erreicht, vielleicht später.

Und noch zur Geschichte der Menschwerdung:

Als Hominisation (auch Anthropogenese, selten Anthropogenie) wird die evolutive Herausbildung des Merkmalsgefüges bezeichnet, das für den anatomisch modernen Menschen (Homo sapiens) charakteristisch ist.

Im Verlauf der Hominisation haben sich sowohl seine körperlichen Eigenschaften als auch seine geistigen Fähigkeiten herausgebildet. Hierzu gehören insbesondere der aufrechte Gang, das Gebiss mit verkürztem, parabolischem Zahnbogen und kleinen Eckzähnen sowie der späte Eintritt der Geschlechtsreife; ferner die Vergrößerung des Gehirns und die hiermit verbundenen kulturellen und sozialen Fähigkeiten, die heute lebende Menschen und deren Vorfahren von den anderen Menschenaffen unterscheiden.

Anhand von Fossil­funden und molekularbiologischen Datierungen wird der Beginn der Hominisation in die Zeit vor 7 bis 5 Millionen Jahren datiert, als sich die Entwicklungslinie der Schimpansen von der zum Menschen führenden Entwicklungslinie der Hominini trennte.

Und natürlich dürfte vieles, was uns prägt sogar noch älter sein, denn auch vor der Menschwerdung sind wesentliche Teile unseres Gehirns entstanden.

Hier noch eine Menschheitsgeschichte:

Der archaische Homo sapiens entstand in der Zeitspanne zwischen 300.000 und 200.000 Jahren vor heute.[75][76] Die ältesten ihm zugeschriebenen Funde stammen u. a. aus Äthiopien (Bodo 1), Marokko (Djebel Irhoud und Salé), Sambia (Kabwe 1), Südafrika (Florisbad 1 und Saldanha) sowie Tansania (Ndutu 1 und Eyasi 1), das heißt aus Nordost-, Nordwest-, Südost- und Südafrika. Es konnte jedoch bislang keine bestimmte Region identifiziert werden, die als Ursprungsregion gelten könnte.[77] In einer 2018 publizierten Übersichtsarbeit[78] wurde daher argumentiert, dass der anatomisch moderne Mensch „nicht von einer einzigen Gründerpopulation in einer Region Afrikas“ abstammt, sondern von diversen, über den gesamten Kontinent verstreuten und weitgehend voneinander isolierten Jäger- und Sammlergruppen: „Getrennt durch Wüsten und dichte Wälder lebten sie in unterschiedlichen Lebensräumen. Jahrtausende der Trennung führten zu einer erstaunlichen Vielfalt menschlicher Gruppen, deren Vermischung letztlich unsere Spezies prägte.“[79]

Vor 70.000 Jahren begann sich der Homo sapiens in ganz Afrika und dem Nahen Osten auszubreiten. Vor 45.000 Jahren hatte er bereits ganz Asien und Europa besiedelt. Dies wirft die Frage auf, was aus den Vor- und Frühmenschen wurde, insbesondere aus Homo erectus, den Denisova-Menschen und den Neandertalern. Hierzu gibt es zwei Theorien, die „Vermischungshypothese“ und die „Verdrängungshypothese“.[80]

Vertreter der Hypothese vom multiregionalen Ursprung des modernen Menschen („Vermischungshypothese“) vertreten die Ansicht, dass sich Populationen anderer Vor- und Frühmenschen – wie dem Homo erectus und dem Neandertaler, die bereits längere Zeit Afrika, Europa und Asien besiedelten – durch Vermischung mit dem archaischen Homo sapiens zum anatomisch modernen Menschen entwickelten. Genetische Analysen des Y-Chromosoms und der Mitochondrien des Menschen stützen inzwischen jedoch die Out-of-Africa-Theorie (siehe dazu auch: Adam des Y-Chromosoms und Mitochondriale Eva). Eine Vermischung zwischen Homo sapiens und den späten Vertretern von Homo erectus in Asien ist unbelegt, die Vermischung zwischen Homo sapiens und dem Neandertaler war mit allenfalls 1 bis 4 Prozent eher gering und schlug sich nach den bisherigen Analysen nicht in äußerlich sichtbaren Merkmalen nieder.[80]

Von den Paläoanthropologen weitgehend akzeptiert ist heute die auf Fossilfunden basierende Out-of-Africa-Theorie („Verdrängungshypothese“). Demnach hatte Homo sapiens vermutlich in schnellerer Abfolge und häufiger überlebenden Nachwuchs.[80]

Jahrzehntelang galten drei Funde als die ältesten sicheren Belege des Homo sapiens: die 195.000 Jahre alten Fossilien Omo 1 und Omo 2 sowie der rund 160.000 Jahre alte „Herto-Schädel“, beide entdeckt im Nordosten Afrikas; ob Homo sapiens auch in dieser Region entstand oder ob sein Ursprung anderswo in Afrika liegt, ist – insbesondere seit der Entdeckung des rund 300.000 Jahre alten Schädels von Djebel Irhoud in Marokko – derzeit Gegenstand der wissenschaftlichen Diskussion.[81]

Homo sapiens ist die einzige Menschenart, die Australien (vor etwa 60.000 Jahren) und Amerika besiedelt hat (vor etwa 15.000 bis 11.500 Jahren, nach mancher Ansicht wesentlich früher). Homo sapiens ist zugleich der letzte Überlebende der Gattung Homo.

Man sieht also: Wir haben uns über sehr sehr lange Zeiträume entwickelt.

Andere wesentliche Veränderungen liegen noch nicht sehr weit zurück:

Sesshaft wurde der Mensch – je nach Region – erst vor 20.000 bis 8.000 Jahren

Nach heutigem Kenntnisstand der Archäologie war die ortsfeste Landwirtschaft – die einen deutlich größeren Arbeitsaufwand erfordert und in ihrer ursprünglichen Form gegenüber der aneignenden Wirtschaftsform größere Risiken birgt – nicht die Ursache der Sesshaftigkeit, sondern ihre Folge.[2] Es lässt sich belegen, dass in der Levante (Westliches Vorderasien) – in der es erstmals in der Menschheitsgeschichte zur neolithischen Revolution (Kultureller Wandel in Folge der Entwicklung produzierender Wirtschaftsweisen) kam – bereits viele Jahrtausende vor der Jungsteinzeit im Epipaläolithikum zu ortsfesten Ansiedlungen kam. Dies ist nicht ungewöhnlich, da auch von rezenten spezialisierten Jägern und Sammlern mehr oder weniger sesshafte Lebensweisen bekannt sind (beispielsweise ermöglicht durch Fisch, Meeresfrüchte oder Wasserreis). Beispiele dafür sind die Fundstelle Ohalo II, deren Nutzung auf bis zu 18.550 v. Chr. datiert wird, und Kharaneh IV.

Entsprechend ist für den nachfolgenden Zeitraum eine ansteigende Anzahl vorübergehender Siedlungen nachzuweisen, wenn auch ohne Belege für eine gezielte Erzeugung von Nahrungsmitteln. Vielmehr führten wohl große Bestände von Gazellen und natürliche Felder mit Wildgetreide zu diesen ersten Ansiedlungen. Aus der Kebarien-Kultur ist für die Zeit zwischen 15.300 und 14.400 v. Chr. ein Begräbnisplatz nachgewiesen, der offenbar über längere Zeit gepflegt wurde. Ein Nachweis für Nahrungsmittelproduktion gibt es an dieser Stelle allerdings nicht. Die nachfolgende Natufien-Kultur nutzte steinerne Häuser, die zwar nur periodisch genutzt, aber zum Teil über Jahrhunderte hinweg immer wieder an den gleichen Stellen errichtet wurden.[3] Begünstigend auf die zeitweisen Natufien-Siedlungen wirkte das günstige Klima der Alleröd-Zwischeneiszeit (ca. 12. bis 10. vorchristliches Jahrtausend). Dadurch gedieh in der küstennahen Levante eine große Artenvielfalt und -dichte, die es den Menschen ermöglichte, ihre Schweifgebiete deutlich zu reduzieren und länger an einem Ort zu wohnen (Dies trifft auch auf einige Lebensräume des mittelsteinzeitlichen Europas zu).

Um 11.000 v. Chr. wurde nachweislich Wildgetreide angepflanzt, vermutlich um die Überjagung der Gazellenherden im Umkreis der Siedlungen zu kompensieren. In der Mitte des 11. Jahrtausends führte der drastische Kälteeinbruch der jüngeren Dryaszeit zu einer rapiden Verarmung der biologischen Vielfalt der Levante. Die Menschen waren nun gezwungen, saisonale Nahrungsengpässe zu überbrücken. Da sie wahrscheinlich nicht mehr bereit oder in der Lage waren, die sesshafte Lebensweise aufzugeben – die u. a. von einer Anhäufung materieller Besitztümer und der Herausbildung sozialer Schichten und völlig neuer -Strukturen gekennzeichnet war –, musste der Getreideanbau intensiviert werden, um die Ernährung sicherzustellen.[4][2] Sicher ist von dauerhaft genutzten Siedlungen ab dem Präkeramischen Neolithikum B ab etwa 8800 v. Chr. zu sprechen. Von der Levante breitete sich der Ackerbau nach Europa, Afrika und Zentralasien aus. Ob die dort jeweils akkulturierten Ethnien bereits (halb-)sesshaft waren oder die Sesshaftigkeit im Zuge der neuen Lebensweise übernahmen, muss von Fall zu Fall betrachtet werden.

Ebenfalls vom Orient ausgehend verbreitete sich mit der Spezialisierung auf die Viehzucht der Hirtennomadismus in Eurasien und Afrika, der vor allem in kargen Räumen, in denen kein Pflanzenanbau möglich war, eine Subsistenzgrundlage bot, die jedoch keine oder nur eine teilweise Sesshaftigkeit ermöglichte.

Um das Zeitgeschehen evolutionär noch deutlicher einzuordnen ist es auch ganz passend in Generationen zu rechnen. Nimmt man für eine Generation 20 Jahre, dann ist das Jahr 0 gerade mal 20 Generationen her, die Sesshaftigkeit gerade mal 1000  – 440 Generationen. Das ist nicht sehr viel.

Die Antibabypille ist 1960 zugelassen worden, dass wären 60 Jahre oder 3 Generationen. Viele Änderungen können in diesem Zeitraum noch nicht eingetreten sein.

2. Die Mutation tritt bei Menschen ein, nicht bei Menschengruppen

Dabei muss noch einmal angemerkt werden, dass evolutionäre Veränderungen sich durchsetzen müssen. Eine bestimmte Mutation entsteht beispielsweise, dann wird sie vererbt. Selbst wenn die Person mit der Mutation 10 Nachkommen hat, die alle die Mutation tragen (realistischer wären  5), müssen diese sie erst weitergeben, also eine weitere Generation. Bis sie alle Menschen betrifft hat sie also einen weiten Weg zurück zu legen. Natürlich kann eine günstige Mutation auch bei veränderten Umständen mehrfach auftreten, aber der Weg bis zu einer Durchsetzung ist notgedrungen lang.

3. Schnelle Evolution

Immer wieder ist die Rede von einer „Schnellen Mutation“. Häufig ist das nur eine Neusortierung ohnehin bestehender Mutationen. Etwa wenn man anführt, dass Bewohner eines neu angelegten sehr hoch im Himalaya Bereich gelegenen Dorfs alle gut mit der dünnen Höhenluft zurechtkommen (so einen Artikel gab es mal). Hier dürfte es eher so sein, dass es in der Gegend schon immer Mutationen gab, die dafür sorgten, dass Leute gut mit der Höhenluft zurechtkamen. Die Leute, die sie hatten, waren eher bereit in einem entsprechenden Dorf zu leben, die die es nicht hatten.

4. Out of Afrika

Wie oben dargestellt hat der Mensch sich auch von Afrika aus langsam über die Welt ausgebreitet. Der Beginn der Auswanderung war wohl irgendwann vor ca. 80.000 – 40.000 Jahren.

Wären danach gravierende Veränderungen eingetreten, dann müssten wir diese als Unterschiede erkennen können, denn die Europäer würden dann von den Afrikanern und den Asiaten abweichen und umgekehrt. Und natürlich gibt es Unterschiede, die danach eingetreten sind, etwa in Bezug auf Hautfarbe und Augenform etc. Aber das Verhalten der Menschen und zB ihre Paarungsstrategien sind weltweit relativ gleich.

 

 

vgl auch:

• Warum unser Gehirn aus der Steinzeit sein könnte
• Was wissen wir über Mann und Frau aus der Steinzeit?
• Steinzeitmensch und moderner Mensch

„Grün-Bart-Altruismus“

Die Evolution der Giraffen: Welchen Anteil an den langen Hälsen hatte sexuelle Selektion?

Der Spiegel berichtet über eine Theorie, nach der der lange Hals der Giraffe auch etwas mit sexueller Selektion zu tun haben könnte:

Doch möglicherweise müssen die Biologiebücher bald ergänzt werden. Nach einer neuen Studie geht der extrem lange Hals der Giraffen womöglich auf das rabiate Kampfverhalten der Tiere zurück. Das schließt ein internationales Forscherteam aus der Untersuchung fossiler Überreste einer Urgiraffe.

Diese Tiere schlugen bei Kämpfen wohl ihre Köpfe gegeneinander und entwickelten in der Folge eine schützende Haube auf dem Kopf und äußerst robuste Halswirbel, wie die Wissenschaftler im Fachmagazin »Science«  berichten. Auf ähnliche Weise könnten auch die extrem langen Hälse heutiger Giraffen entstanden sein. Diese schlagen zwar nicht ihre Köpfe gegeneinander, wohl aber ihre beeindruckend langen und muskulösen Hälse.

»Die gängige Vorstellung, dass sich die langen Hälse im Verlauf der Evolution nur entwickelten, weil die Tiere damit Blätter im oberen Bereich der Bäume erreichten, greift womöglich zu kurz«, erläutert Co-Autorin Manuela Aiglstorfer vom Naturhistorischen Museum Mainz und der Landessammlung für Naturkunde Rheinland-Pfalz. »Womöglich ist das nur ein Nebeneffekt und die Kampfstrategie der vorrangige Grund für die Entwicklung des langen Halses.«

Giraffen sind evolutionär hoch interessant. Nicht nur wegen Lamarck und dem Lamarckismus, bei dem sie ein Standardbeispiel sind, sondern weil ihr Körperbau besonders ist und eine Vielzahl von Anpassungen notwendig machte.

So haben Giraffen ein für ihren Körper enorm großes Herz, weil es eben das Blut bis in den Kopf hinaus pumpen muss und dazu noch besondere Klappen in den Blutgefäßen, die verhindern, dass ihnen der Kopf platzt, wenn sie den Kopf zB zum Wassertrinken absinken und dann der hohe Blutdruck nicht mehr gegen die Gravitation kämpfen muss. Sie haben zudem einen enorm langen „rückläufigen Kehlkopfnerv“ einen Nerv, der bei Fischen noch einen recht geraden Weg hatte, aber dann durch die Evolution des Halses und seine Lage einmal einen sehr langen Weg nach unten machen muss um dann auf der anderen Seite wieder den gleichen Weg nach oben zu machen, weil die Evolution eben nicht gerade mal eben etwas neu vernetzen kann, sondern stets im „laufenden Betrieb“ umbauen muss, was ein guter Beleg dafür ist, dass es da keinen intelligenten Schöpfer gab.

Ich empfehle dazu (auch insgesamt, nicht nur zur Giraffe) die Serie „Inside natures Giants„, hier die Giraffenfolge.

Aber genug der Abschweifung,.  Hier geht es darum, dass man meint einen besonderen Vorfahren der Giraffen gefunden zu haben, der ebenfalls sehr stabile Halsknochen aufwies, aber bei einem kürzeren Hals und damit dafür sprechen könnte, dass der Hals durch sexuelle Selektion entstanden ist

Structured Abstract
INTRODUCTION
Extreme evolution of animal organs, such as elongation of the giraffe’s neck, has been the focus of intensive research for many decades. Here, we describe a fossil giraffoid, Discokeryx xiezhi, from the early Miocene (~16.9 million years ago) of northern China. This previously unknown species has a thick-boned cranium with a large disklike headgear, a series of cervical vertebrae with extremely thickened centra, and the most complicated head-neck joints in mammals known to date. The peculiar head-neck morphology was most probably adapted for a fierce intermale head-butting behavior, comparable to neck-blowing in male giraffes but indicative of an extreme adaptation in a different direction within giraffoids. This newly identified giraffoid increases our understanding the actual triggers for the giraffe’s head-neck evolution.
RATIONALE
The comparative anatomical studies of osteological structures, including the bony labyrinth morphology, the headgear genesis and histology, and dentitions, provide the basis for the giraffoid affinity of D. xiezhi, which was further supported by phylogenetic analyses and reconstructions of the fauna. Finite element analyses explain the mechanical predominance for the peculiar head-neck morphology in various head-butting modeling. Tooth enamel isotope analyses indicate the distinctiveness of the ecological niche occupied by D. xiezhi. Diversity of headgear within different pecoran groups reveals the different evolutionary selection pressure on these groups.
RESULTS
Finite element analysis reveals that the enlarged atlanto-occipitalis and intercervical articulations are essential for high-speed head-to-head butting. D. xiezhi appears to exhibit the most optimized head-butting adaptation in vertebrate evolution when compared with the models of extant head-butters. Tooth enamel isotope data show that D. xiezhi had the second highest average δ13C value among all herbivores and a large range of δ18O values, with some individuals occupying an isotopic niche differing substantially from others in the fossil community. This indicates that D. xiezhi was an open-land grazer with multiple sources of water intake, and their habitats likely included areas that were difficult for other contemporary herbivores to make use of.
CONCLUSION
The morphology and inferred ecology of D. xiezhi provide another example for understanding the neck evolution in giraffoids. Fossil giraffoids exhibit a higher degree of diversity in headgear morphology than any other pecoran group; such a diversity, associated with the complex head-neck morphology, likely indicates the intensive sexual combats between males in the evolution of giraffoids. For interspecific relationship, one possible strategy of early giraffoids is that they might have avoided competition with coeval bovids and cervids by taking advantage of other niches in the ecosystem. Giraffa,with its long neck, did not appear until the early Pliocene in savannah areas, when C4 ecosystems started being vastly established. “Necking” combat was likely the primary driving force for giraffes that have evolved a long neck, and high-level browsing was likely a compatible benefit of this evolution. The ecological positioning on the marginal niches promoted the intensive sexual competition, and the fierce sexual combats fostered extreme morphologies to occupy the special niches in giraffoids.

Was nun genau die treibende Kraft war ist im nachhinein bei Evolution immer schwer zu überprüfen.

Ich kann mir aber vorstellen, dass beides sich wunderbar ergänzt.

Zum einen kommt man mit dem langen Hals an höhere Zweige.
Zum anderen kann sich ein besonders langer Hals beim Kämpfen lohnen.

Aber: Die Verstärkungen und Verlängerungen zum kämpfen können eben einen guten Zusatzantrieb gegeben haben, den das einfache Erreichen eines etwas höheren Asts alleine vielleicht nicht gegeben hat. Wenn durch eine einfache kleinere Verlängerung des Halses die jeweilige Giraffe keinen so großen Vorteil hatte, dann konnte die sexuelle Selektion bzw der Vorteil innerhalb der intrasexuellen Konkurrenz dennoch die Verlängerung vorteilhaft sein lassen und die dann ohne reinen Futtervorteil länger gewordenen Hälse konnten dann wieder einen Futtervorteil darstellen, weil es eben nicht um einen cm mehr ging, sondern dann vielleicht schon wieder um 10 cm. Zu bedenken ist, dass jede Verlängerung des Halses nicht einfach nur bedeutete, dass sich ein oder mehrere Halswirbel verlängern, das Herz musste angepasst werden, andere Veränderungen/Absicherungen gegen den gestiegenen Bluthochdruck mussten umgesetzt werden und der längere Hals musste auch verstärkt werden, damit man mit ihm noch effektiv kämpfen konnte.

Insofern sehe ich gute Chancen, dass sich beide Aspekte wunderbar ergänzt haben. Dafür spricht aus meiner Sicht auch, dass es nicht zu einem deutlichen Unterschied zwischen Männchen und Weibchen gekommen ist, denn wenn der Hals nur einen Kampfvorteil gegeben hätte, dann hätte es sich angeboten, dass nur die Männer die Zusatzkosten eines langen Halses tragen, die Frauenhälse aber deutlich kürzer bleibem.

 

Evolution: Biolehrkräfte erkennen falsche Vorstellungen oft nicht

Ich hatte neulich in dem Artikel „Fehlvorstellungen zur Evolution“ ein paar Szenarios und die Versuche diese zu erklären dargestellt.

Diese stammten aus dieser Studie:

Students possess alternative conceptions of many science topics, and these conceptions can act as obstacles for learning scientific concepts. In the field of biology education, students‘ alternative conceptions of evolution have been widely investigated. However, there is little research on how teachers diagnose and deal with these alternative conceptions, although these abilities are a crucial part of teachers‘ pedagogical content knowledge. Additionally, little is known about how these abilities are connected to professional experience and content knowledge. Thus, our study investigated how (prospective) biology teachers at various points in their teaching careers diagnosed and reported dealing with alternative conceptions. Therefore, 182 preservice biology teachers, biology teachers in practical training, and in-service biology teachers were surveyed using a questionnaire. The participants were confronted with students‘ explanations of evolutionary phenomena, most of them based on common student conceptions, such as anthropomorphism, teleology, and essentialism. These student conceptions are rooted in cognitive biases and are common in evolutionary and other contexts. We found that the participants diagnosed only approximately half of the alternative conceptions, with the in-service teachers diagnosing significantly more of the alternative conceptions than the preservice teachers. Furthermore, the analyses revealed a variety of ways to deal with student conceptions. The in-service teachers more often suggested scientifically correct approaches that address student conceptions, whereas the preservice teachers more often did not respond or responded incorrectly. Moreover, the ability to diagnose and deal with alternative conceptions correlated with teachers‘ content knowledge regarding the topic of evolution and their acceptance of evolution.

Quelle: Teachers‘ ability to diagnose and deal with alternative student conceptions of evolution

Aus einem Bericht über die Studie:

Aber nicht immer wird wie im plakativen Beispiel so schnell deutlich, dass viele Schülerinnen und Schüler sich falsche Vorstellungen von der Evolution machen. Oft verkennen sie dabei das Prinzip von zufälligen Variationen, die einen Überlebensvorteil darstellen, und unterstellen stattdessen eine Zielrichtung evolutionärer Prozesse, unveränderliche Wesenszüge einer Art, die Vererbung nützlicher Eigenschaften oder vermenschlichen die Organismen, indem sie ein bewusstes Agieren annehmen. „Im Alltag sind solche Konzepte mitunter hilfreich, aber wissenschaftlich sind sie unzutreffend“, stellt die Bochumer Biologin Nina Minkley fest. „Lehrkräfte müssen sie im Biologieunterricht erkennen und gezielt gegensteuern, denn sie stehen dem fachlich korrekten Verständnis des Unterrichtsinhalts sonst im Weg.“

Um herauszufinden, wie gut Biologielehrerinnen und -lehrer darin sind, solche falschen Auffassungen zu identifizieren und zu adressieren, führte Biologiestudent Tim Hartelt unter Leitung von Minkley im Frühjahr 2020 eine Onlineumfrage durch. 182 Lehramtsstudenten, angehende Lehrkräfte im Referendariat und Lehrerinnen und Lehrer im Beruf nahmen daran teil. Sie wurden mit Aussagen von Schülerinnen und Schülern zur Evolution konfrontiert und sollten angeben, ob sie diesen Aussagen zustimmen oder nicht. Falls nicht, sollten sie auch angeben, welches wissenschaftlich falsche Konzept der Aussage zugrunde lag und wie sie damit umgehen würden.

Lehrerfahrung hilft
„In der Studie haben wir nachweisen können, dass die Fähigkeit, falsche Vorstellungen zu diagnostizieren und angemessen damit umzugehen, je nach Ausbildungsstand unterschiedlich gut ausgeprägt ist“, berichtet Nina Minkley. Teilnehmerinnen und Teilnehmer ohne Lehrerfahrung in dem Thema erkannten rund die Hälfte der falschen Konzepte korrekt. Erfahrene Lehrkräfte erkannten rund 60 Prozent, was dafür spreche, dass erwartungsgemäß Erfahrung dabei hilft, diese komplexe Aufgabe zu meistern. „Überrascht hat uns, dass viele der Teilnehmenden die falschen Vorstellungen gar nicht erkennen“, so Nina Minkley. „Zudem würden weniger als die Hälfte aus lerntheoretischer Sicht sinnvoll auf die falschen Vorstellungen reagieren, was zur Verfestigung der falschen Vorstellungen oder gar zu neuen Fehlvorstellungen führen kann.“

Die Forscherinnen und Forscher plädieren aufgrund der Ergebnisse dafür, Lehrkräften durch ein spezielles Training zu helfen, angemessen auf inkorrekte Vorstellungen bei Schülerinnen und Schülern einzugehen. (zab, pm)

Aus der Studie:

he participants in our study were recruited by sending letters to 100 high schools and 30 training seminars for beginning teachers (Studienseminare/Zentren für schulpraktische Lehrerausbildung) in Northwest Germany and via social media. Consequently, participation was voluntary. The participants were invited to complete an online questionnaire through the SoSci Survey tool. To increase the participation rate, potential participants were informed that they could win books. A total of 182 online questionnaires were fully completed (= less than 5% missing values) between February and April 2020 and thus included in the data analysis (for more information, see Table 1).

Wenn ich es richtig verstanden habe, dann waren es allgemein Referendare und nicht unbedingt solche für das Fach Biologie. Das hätte ich interessanter gefunden.

Aus den Fragen:

U1
Cheetahs are able to run faster than 60 miles per hour when chasing prey. How would a biologist explain how the ability to run fast evolved in cheetahs, assuming their ancestors could only run 20 miles per hour?

A biologist could explain that through the years and generations that the need for a faster speed was there so each following generation was slightly faster than the previous one.

Teleological conception

Question from (Bishop & Anderson, 1990); student’s statement from (Settlage, 1994)

U2
How can a population of initially mostly white mice change under appropriate selection pressure to a population of exclusively brown mice?
Drawing: A uniform mouse population changes its coat color gradually over several generations.

Essentialist and transformational conception

Question and drawing from (S. Fischer, 2014)

U3
Ducks are waterfowl. They have webbed feet. This characteristic makes them fast swimmers. Biologists believe that ducks developed from land birds without webbed feet. How does the theory of evolution explain the development of webbed feet?
The duck notices that it moves badly in the water if it paddles with three toes. It notices that it moves better if it has a larger surface…and so it developed webbed feet.

Anthropomorphic conception

Question originally from (Bishop & Anderson, 1990), refined by (Lammert, 2012); student’s statement from (Baalmann et al., 2004)

U4
Cave salamanders are blind (they have eyes which are nonfunctional). How would a biologist explain how blind cave salamanders evolved from sighted ancestors?
The salamanders started living in caves where they didn’t use their eyes. So their eyes weren’t used. Each generation the salamander’s eyesight got worse until finally they were blind.

Lamarckian conception

Question from (Bishop & Anderson, 1990); student’s statement from (Settlage, 1994)

 

Ich hatte die Fragen und Erklärungsversuche einfach durch deepl gejagt.

Es wäre interessant, welche Theorien zur Evolution im Unterricht so besprochen werden und wie tief man in die Materie reingeht. In meiner Schulzeit war das nicht sehr tief. Und viele wichtige Konzepte wurden gar nicht angesprochen, etwa sexuelle Selektion beim Menschen. Ich denke sowieso, dass die Anwendung der Theorien auf den Menschen für viele viel zu politisch wäre.

Fehlvorstellungen zur Evolution

Hier ein paar Fragen zur Evolutionsbiologie und entsprechende Antworten. Was ist an den Antworten falsch? Wie wäre eure Antwort auf die Fragen?

Frage 1: Geschwindigkeit von Geparden

Geparden können bei der Verfolgung von Beutetieren schneller als 60 Meilen pro Stunde laufen. Wie würde ein Biologe erklären, wie sich die Fähigkeit, schnell zu rennen, bei Geparden entwickelt hat, wenn man annimmt, dass ihre Vorfahren nur 20 Meilen pro Stunde rennen konnten?

Antwort: 

Ein Biologe könnte erklären, dass im Laufe der Jahre und Generationen das Bedürfnis nach einer höheren Geschwindigkeit vorhanden war, so dass jede nachfolgende Generation etwas schneller war als die vorherige

Frage2: Veränderung der Fellfarbe 

Wie kann sich eine Population von ursprünglich überwiegend weißen Mäusen unter entsprechendem Selektionsdruck in eine Population von ausschließlich braunen Mäusen verwandeln?

Antwort:

Eine einheitliche Mäusepopulation verändert ihre Fellfarbe allmählich über mehrere Generationen.

Frage 3: Füße von Enten

Enten sind Wasservögel. Sie haben Schwimmhäute an den Füßen. Diese Eigenschaft macht sie zu schnellen Schwimmern. Biologen glauben, dass sich Enten aus Landvögeln ohne Schwimmhäute entwickelt haben. Wie erklärt die Evolutionstheorie die Entwicklung der Schwimmfüße?

Antwort:

Die Ente merkt, dass sie sich im Wasser schlecht bewegt, wenn sie mit drei Zehen paddelt. Sie merkt, dass sie sich besser bewegt, wenn sie eine größere Oberfläche hat … und so entwickelte sie Schwimmfüße.

Frage 4: Blinde Salamander

Höhlensalamander sind blind (sie haben Augen, die nicht funktionsfähig sind). Wie würde ein Biologe erklären, wie sich blinde Höhlensalamander aus sehenden Vorfahren entwickelt haben?

Antwort:

Die Salamander begannen in Höhlen zu leben, in denen sie ihre Augen nicht benutzen konnten. Also wurden ihre Augen nicht benutzt. Mit jeder Generation wurde die Sehkraft der Salamander schlechter, bis sie schließlich blind waren.

 

Die Auswirkungen von Liebe auf den Reproduktionserfolg von Männern und Frauen

Love boosts reproductive success, but differently so in women and men. https://t.co/VNPlX4Ma1U pic.twitter.com/0X5Ly9cgxM

— Rolf Degen (@DegenRolf) November 21, 2017

Richtungen und Ziele im Bereich der Evolution

pic.twitter.com/UzzLzwljWo

— PaleoAnthropology+ (@Qafzeh) September 2, 2017

„10 Punkte, die man über die menschliche Evolution wissen sollte“

Razib Khan führt „10 Punkte über die menschliche Evolution an, die man man wissen sollte“:

1. The expansion/development of modern humans occurred within Africa for tens of thousands of before their expansion „Out of Africa.“ Most of the ancestors of non-African humanity seem to have started expanding rapidly from a small founder group of 100-1,000 50-75 thousand years years ago.

African humanity has a different and more complex historical pattern, with lineages which began diverging as early as 200,000 years before the present, and then mixing back with each other.

2) Related to #1, we’re one species, so rather than an expanding „tree“ from common ancestors, it’s better to think of a mesh which keeps coming back together, as some branches are pruned, and the whole pulses out periodically.
All major human populations seem to be the product of relatively recent fusions between diverged branches.
Africa was the source of modern humanity, but clearly there has been „back migration“ from Eurasia.

3) Many of the phenotypes we define as characteristic of various human populations are relatively recent.
E.g., the depigmented look of Northern Europeans, or the thick straight hair of East Asians.

4) The Denisovan version of EPAS1 which is found in Tibetans illustrates a general trend: we have adaptations from other very diverged human lineages through low levels of gene flow[2].

5) The transition to agriculture and complex „civilization“ seems correlated to pulses of highly fecund male paternal lineages.
Many of the common Y chromosomes today exhibit a pattern of diversification indicative of explosive population growth.

6) It seems unlike there is one singular genetic change which makes us sui generis or distinctive in relation to our hominin cousins.
This is less certain than 1-5, but I’m pretty sure that this is so.
Researchers have been looking for years, and not finding anything definitive, and I think there’s a reason.
There isn’t anything definitive.
Many genetic changes come together to make our lineage distinctive.

7) A lot of adaptation occurs through reemergence of old variation which is floating around in the human population.
For example, the lightening of skin across parts of Eurasia co-opt common mammalian pigmentation pathways.

8) Cultural flexibility does not negate biological evolution.
On the contrary, strong shifts in cultural norms seem to drive biology.
Lactase persistence is a clear case, but even something like malaria adaptation is ultimately due to anthropogenic environmental changes.

9) We are all equally descended from common ancestors.
There are no „most ancient“ human lineages.
We’re all equally recent by definition.

10) There are evolutionary genetic events in our history which are hinted at in the most recent data, so there are major lacunae in our knowledge.
The picture is well formed, but not complete.
E.g., there is evidence of pulses out of Africa ~100,000 years ago into Eurasia in both genetic and fossil data.
These lineages may have gone extinct, or, their contribution may be difficult to detect with current data sets.
But there is clearly more to be told in this story.